JPH02250246A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子源を用いた画像形成装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 平板状デイスプレィ装置は、現在数々のタイプが提案さ
れている。代表的なものにエレクトロルミネッセンス方
式、プラズマ方式、液晶方式がある。しかし、これらの
方式の平面状デイスプレィ装置をカラーテレビジョン用
などの高速走査で画素密度の高い画像が必要なものに使
用しようとした場合、発光効率等に問題があり、また大
画面用としては実用的ではない。このためテレビジョン
用などには真空中で電子源より放出された電子を高電圧
で加速し蛍光体に衝突発光させ画像を再現させる電子線
加速型の平板状デイスプレィ装置が有力候補の一つとな
っている。

このデイスプレィ装置の一つとして金沢工業大学の宮崎
栄−氏等が開発を進める水平アドレス垂直静電偏向方式
デイスプレィ装置がある。第１図はその装置の構成図で
あり、第２図はその原理図である。１は基板、２は変調
電極、３は電子線源、４は上偏向電極、５は下偏向電極
、６は透明電極と蛍光体、レジスト材等電子が衝突する
ことにより発光、変色、帯電、変質等する画像形成部材
を設けたフェースプレート、７は電子ビーム、８は等電
位線である。電子線源は、タングステン線に電子放射物
質を被覆したもので、外径は約３５１、動作温度は７０
０〜８５０℃である。

電子線源３に電流を流し電子を放出させ、変調電極に電
圧を印加することにより放出電子を電子ビームとしこれ
をＯＮ、　ＯＦＦ制御する。電子線源３と変調電極の間
隔は０．１５ｎ＋ｍであり、変調電極に印加する電圧が
一５ＶでカットオフしＯＶで電子ビームを引き出す。引
き出された電子ビーム７は偏向電極４，５に一２００〜
２００■の電圧を印加することにより偏向させフェース
プレート６上の蛍光体に衝突発光させるものである。つ
まり、偏向電極で垂直画素数が、変調電極で水平画素数
が決まるものである。又、電子ビーム７は、フェースプ
レート６、偏向電極４，５、変調電極２の各電位によっ
て決定される電界分布で偏向、結像を行い画像形成する
ものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では次のような問題点があっ
た。

１、構成部品を高精度に組立てないと画像歪が生じる。

２、タングステン線を母体とする電子線源を用いるため
、線源が長くなると熱膨張により線源が弛んだり、ある
いは振動の原因となる。そのため大画面の表示装置がで
きない。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、従来の電子線源と変調電極の代わりに、個々
に駆動できる電子源を水平画素数個並べた線状電子源を
設け、かつ前記線状電子源と偏向電極を絶縁体を介して
基板上に一体形成することで上述問題点を解決するもの
である。

また、本発明は、高精度を有する薄膜製造技術を用いて
電子源と偏向電極を一体に形成し、電子源を薄膜の中空
構造（電子源が基板と非接触状態）で製造するものであ
る。

本発明は、電子源を中空構造にすることで個々に変調を
可能ならしめ、２枚の偏向電極とフェースプレートの各
電位によって形成される電界によって、電子を引き出し
、偏向、結像を行い画像形成するものである。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を用いて具体的に説明する。

叉１１江１ 第３図は本発明の第１の実施例であるところの画像形成
装置の構成図である。１１は絶縁基板、１２は上偏向電
極、１３は下偏向電極、１４．１５は配線電極、１６は
支持体、１７は中空構造のフィラメント部、１８は電子
放出部、１９は電子ビーム、２０はフェースプレート２
３のガラス基板、２１は透明電極、２２は蛍光体、２４
は蛍光体の輝点である。

次に本実施例の線状電子源と偏向電極の製造方法を、第
３図Ａ−Ａ’断面を表わした第４図にて説明する。第５
図は、その構成図である。

１４　ガラス基板を十分洗浄し通常良く用いられるマス
ク蒸着法により上偏向電極１２と下偏向電極１３を形成
する。電極材料としては、金、ニッケル。

タングステンなどの導電性材料であれば良いが高融点の
熱損傷の少ない材質が好ましく本実施例ではニッケル材
料を用いた。

２、次に蒸着技術により支持体１６及びフィラメント部
１７を順次積層する。本実施例ではフィラメント部１７
と配線電極１４．１５の材料としてタングステンを用い
た。配線電極は抵抗値を十分小さ（できればこの材料に
限るものではない。支持体１６はガラス材料を用いたが
熱劣化の少ない絶縁体であればこれに限るものではない
。

３、次にフォトリソグラフィー技術とエツチング技術に
より所望の配線電極とフィラメント部１７の形状を作成
する。

４、次にエツチング技術により、配線電極と配線電極の
下にある支持体を除いて支持体をエツチングする。この
ときフィラメント部１７の支持体はエツチングされ中空
構造が形成される。

タングステン材料からなるフィラメント部１７は、厚さ
０．３〜２．０ＩＬｍ　、幅５〜３０μｍ、長さ５０〜
５００ｐｍで作成することが望ましいがこの数値に限る
ものではない。本実施例では、厚さ０．８μｍ、幅１５
μｍ、長さ４００ｐｍで作成した。支持体１６の厚さは
５〜１００μｍが好適で本実施例では１０ｐｍで作成し
た。

偏向電極１２及び１３の間隔は１ｍｍで作成し、第３図
に示すようにほぼ基板を全面に覆うように作成した。配
線電極の幅は、２００ＩＬｍ　、電子源をｌ　ｍｍピッ
チで作成した。

５、次に中空構造のフィラメント部の表面に電着法で［
Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｃａ］０を設けることにより電子放出
部１８を作成した。フィラメント部の表面には一般に良
（知られている電子放出物質を被覆するが、本実施例の
他の材料としてＬａＢａなどが好適である。電子放出物
質はフィラメント部１７を被覆するように設けたが、実
際に電子放出する長さは、フィラメント中央部の０．２
ｍｍ程度であった。

６、上述１〜５のプロセスで作成した線状電子源から１
０ｍｍ離して蛍光体２２を有するフェースプレート２３
を設は画像形成装置を作成した。

次に本実施例の駆動方法を説明する。

第３図において配線電極１４は共通配線となるように形
成されていて、情報信号によって各配線電極１５に電圧
パルスを印加し各電子放出部より変調された電子を放出
させる。ここでパルス幅は約２００Ｐｓｅｃまで電子放
出が応答し、これ以上速いパルス幅には応答できなかっ
た。

次に、蛍光体の電圧を１．５ＫＶに設定し、上偏向電極
１２に＋７０Ｖから一７０Ｖまで下偏向電極１３に一７
０Ｖから＋７０Ｖまで連続的に電圧を変化させ電子ビー
ム１９を走査した。ここで電子ビームの引き出し、偏向
、及び結像は偏向電極１２．１３とフェースプレート２
３の電位で形成される電界分布で行われる。以上のよう
に変調、偏向、加速された電子ビームを蛍光体に衝突さ
せて画像形成を行った。

本実施例では、水平画素数は電子源の数と同じであり、
垂直画素数は偏向電極の印加電圧で決まるが最大１５０
画素まで形成できた。（１画面を約３０ｍ５ｅｃで作成
したとき。） 本実施例では、線状電子源と偏向電極のアライメント精
度が高（作成できたので画像歪のない良好な画像が得ら
れた。また、水平画素数は、いくらでも多（設けること
ができ、本実施例の画像形成装置を複数個並べれば容易
１こ大画面の画像形成が得られる。また、２枚の偏向電
極の間を狭くかつ高精度で作成できるため、偏向電極に
印加する電圧も著しく低下させることができた。

夫二■ユ 第６図は、本実施例における線状電子源と偏向電極の構
成図である。

本実施例は実施例１の偏向電極１２及び１３をフィラメ
ント部１７の上方に移行したものであり、構成材の製法
、形状及び材質は実施例１とほぼ同等に作成した。２５
は絶縁体膜でガラスを材料として厚さ５０μｍで作成し
その上に上偏向電極１２と下偏向電極１３を作成した。

本実施例における支持体１６は絶縁体でも導電体でもか
まわない。導電体を用いた場合には、配線抵抗を十分下
げることができるだけでなく熱劣化の少ない良好な配線
電極１４．１５を提供するものである。

本実施例は実施例１と同様にタングステン線を電子線源
とする従来例と比較して、電子放出部１８と偏向電極１
２．１３の位置合わせ精度を飛躍的に向上させた構造で
あることは言うまでもない。

本実施例で実施例１と同様な検討をした結果、実施例１
と同等な結果が得られた。また、本実施例は偏向電極１
２．１３が配線電極１４．１５の上に位置するため、電
子ビームの飛翔に配線電極の影響を受けることがなかっ
た。その結果、実施例１と比較して画像歪のない良好な
画像が得られた。

［発明の効果］ 本発明は、従来の電子線源と変調電極の代わりに、個々
に駆動できる電子源を水平画素数個並べた線状電子源を
設け、かつ前記線状電子源と偏向電極を絶縁体を介して
基板上に一体形成することで次のような効果がある。

１、線状電子源と偏向電極の位置が高精度に製造するた
め画像歪のない優れた画像が形成できる。

２、薄膜フィラメントを母体とする電子源を用いている
ため、電子源の数を増やすことが可能であり、大画面で
高容量の情報を表示できる。

３、良く知られている薄膜成膜技術を用いて製造するた
め、従来の組立て工程が大幅に削減できる。

４、従来例の変調電極が不用なため、単純な構造の画像
形成装置を提供できる。

５、偏向電極に印加する電圧を約５分の１に下げること
ができるため、駆動が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来画像形成装置の構成図である。第２図は従
来画像形成装置の原理図である。第３図は実施例１の画
像形成装置の構成図である。第４図は実施例１の製造方
法の説明図である。第５図は実施例１における線状電子
源と偏向電極プレートの構成図である。第６図は実施例
２における線状電子源と偏向電極プレートの構成図であ
る。 １・・・基板　　　　　　　２・・・変調電極３・・・
電子線源　　　　　４，１２・・・上偏向電極５．１３
・・・下偏向電極 ６．２３・・・フェースプレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）個々に駆動できる電子源を線状に並べた線状電子
   源と該線状電子源を挟む位置に設けた偏向電極と電子が
   衝突することにより画像形成する画像形成部材を具備し
   、前記電子源が薄膜の中空構造（電子源の電子放出部と
   基板が非接触構造となっている）を成し前記偏向電極は
   絶縁体を介して基板と一体形成されかつ前記電子源が情
   報信号に応じて変調するものであることを特徴とする画
   像形成装置。
2. （２）前記電子源と偏向電極が絶縁性基板上に一体形成
   されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
3. （３）前記偏向電極が、絶縁性基板に対して線電子源よ
   りも離れた位置（上側）に設けてあることを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。